本發明總體上涉及車輛外部照明,并且更具體地涉及一種用于照亮車輛上的輪胎的安裝在車身上的燈。
背景技術:
輪式機動車輛采用具有充氣輪胎的車輪,該充氣輪胎被設計成在一定輪胎氣壓范圍內有效地操作。一些車輛配備有用于監測輪胎氣壓的輪胎壓力監測器,并且當車輛正在運行時輪胎壓力低時在組合儀表板的顯示器上提供指示,例如警告。期望的是,提供一種輪胎壓力指示器以例如當車輛不運行時指示車輛操作者容易辨別的輪胎的狀態。進一步期望的是,在輪胎維修期間提供對車輪的有效可行的照明。
技術實現要素:
根據本發明的一個方面,提供了一種車輪照明總成。該總成包括光源和光致發光材料,該光源位于車身上并且被布置成照明具有輪胎的車輪總成,該光致發光材料位于車輪總成上并且被配置為響應于光源的激發而發光。
根據本發明的另一方面,提供了一種車輪照明總成。該總成包括位于車輛的車身上的光源和用于檢測車輛的車輪總成上的輪胎的充氣壓力的輪胎壓力檢測器。該總成還包括位于車輪總成上的光致發光材料和控制器,該光致發光材料被配置為響應于光源的激發而發光,該控制器控制光源以利用指示輪胎氣壓狀態的第一顏色的光來照亮車輪總成。
根據本發明的另一方面,一種照亮車輪總成的方法。該方法包括以下步驟:將光源布置在車身上以照亮包含輪胎的車輪總成,在車輪總成上設置光致發光材料,以及激活光源以向車輪總成上發光并且激發光致發光材料以使其發光。
基于研究以下說明書、權利要求書和附圖,本領域技術人員將理解和領會本發明的這些以及其它方面、目的和特征。
附圖說明
在附圖中:
圖1是根據一個實施例具有位于每一個輪艙(wheelwell)附近用于照亮相應的車輪總成的燈總成的機動車輛的側面透視圖;
圖2是具有圖1所示的燈總成的機動車輛的俯視圖;
圖3是根據一個實施例采用三個led的燈總成的放大透視圖;
圖3a是通過圖3的線iiia-iiia截取的燈總成的剖視圖;
圖4是車身的一部分的放大透視圖,其示出了輪艙之一和用于照亮車輪總成以進行充分充氣輪胎指示的燈總成;
圖5是車身的一部分的放大透視圖,其示出了輪艙之一和用于照亮車輪總成以進行癟輪胎指示(flattireindication)的燈總成;
圖6是車身的一部分的放大透視圖,其示出了輪艙之一和用于照亮車輪總成的用作維修燈的燈總成;
圖7是示出根據一個實施例的燈總成和用于提供輪胎壓力指示、地面照明燈(puddlelamp)照明和轉向信號指示的控制器的框圖;
圖8是示出根據一個實施例用于提供被照亮的輪胎壓力指示、地面照明燈照明和轉向信號指示的程序的流程圖;
圖9是根據另一實施例具有感測裝置的車輛的俯視圖,該感測裝置使用各種傳感器來檢測車輪總成附近的人并且控制光源以使輪胎的維修能夠進行;
圖10是示出燈總成和用于檢測人并且提供照明控制以輔助維修輪胎的控制器的框圖;
圖11a-11b是示出根據另一實施例用于提供照明控制以照亮車輪總成并且使輪胎的維修能夠進行的程序的流程圖;
圖12a是車身的一部分的透視圖,其示出了根據一個實施例用于照亮輪胎上具有光致發光結構的車輪總成的燈總成;
圖12b是圖12a所示的車身的一部分的透視圖,其中利用光致發光結構并以第一紅光照亮的輪胎和氣門桿和蓋;
圖12c是圖12a所示的車身的一部分的透視圖,其中利用第二白光照亮的輪胎和氣門桿和蓋以使輪胎的維修能夠進行;
圖12d是圖12a所示的車身的一部分的透視圖,其進一步示出了利用第三綠光來照亮的車輪總成;
圖13a是根據一個實施例呈現為用在車輪總成上的涂層的光致發光結構的側視圖;
圖13b是根據一個實施例呈現為離散顆粒的光致發光結構的俯視圖;
圖13c是呈現為離散顆粒并且被結合到單獨結構中的多個光致發光結構的側視圖;
圖14是示出根據第一實施例用于提供照明控制以如圖12a-12d所示利用光致發光結構來照亮車輪總成的程序的流程圖;
圖15a是車身的一部分的透視圖,其示出了根據另一實施例具有以磷光體的形式的光致發光結構的車輪總成;
圖15b是圖15a所示的車身的一部分的透視圖,其進一步示出了利用光致發光材料并以第一紅光照亮的輪胎和氣門桿和蓋;
圖15c是圖15a所示的車身的一部分的透視圖,其進一步示出了利用第二白色照亮的輪胎和氣門桿和蓋以使輪胎的維修能夠進行;
圖15d是圖15a所示的車身的一部分的透視圖,其進一步示出了采用第三綠色照亮的車輪總成;以及
圖16是示出根據第二實施例用于提供照明控制以如15a-15d所示利用光致發光結構來照亮車輪總成的程序的流程圖。
具體實施方式
按照規定,在此公開了本發明的詳細實施例;然而,應當理解的是,所公開的實施例僅僅是本發明的示例,其可以實施為各種和替代形式。附圖不一定是詳細設計;一些示意圖可以放大或縮小以顯示功能概況。因此,在此公開的具體結構和功能細節不應被解釋為限制,而是僅僅作為用于教導本領域技術人員不同地使用本發明的代表性基礎。
為了在此說明的目的,術語“上”、“下”、“右”、“左”、“后”、“前”、“豎直”、“水平”以及由此派生的詞應當如圖1、2和9中的取向與本發明關聯。然而,應當理解的是,除了做出明顯相反的說明之外,本發明可以采取各種替代取向。還應當理解的是,在附圖中所說明的以及在隨后的說明書中所描述的特定裝置和過程僅僅是所附權利要求所限定的發明構思的示例性實施例。因此,與在此所公開的實施例相關的特定尺寸和其他物理特性并不能被認為是限制,除非權利要求另有明確表述。
參考圖1和圖2,示出了以客車形式的輪式機動車輛10,該輪式機動車輛10具有車身14和四個車輪總成15,該車輪總成15具有中心車輪18和組裝在其上的橡膠輪胎12。車輛10可以包括具有利用加壓空氣充氣并且與道路接觸的輪胎的任何輪式車輛,例如轎車、卡車或公共汽車。每一個輪胎12被組裝到相應的車輪18并且利用空氣充氣到優選地所需的充氣壓力以提供足夠的車輛性能。輪胎通常利用加壓空氣充氣至輪胎制造商所建議的所需范圍內的一壓力。當輪胎壓力下降到低于低輪胎壓力極限時,輪胎可以被認為是癟輪胎。
車輛10配備有位于車身14上的每一個輪艙16附近的車輪照明總成20以照亮包括輪胎12的相應的車輪總成15,以指示輪胎壓力狀態。在所示的示例中,提供了四個車輪照明總成20以分別照亮包括四個輪胎12的四個車輪總成。每一個車輪照明總成20包括位于車身14的輪艙16附近的光源。車輪照明總成20被示出位于輪艙16的上部外邊緣上并且被布置成產生向下且橫向向外照亮的光,以便照亮相應的輪胎12的外壁和車輪18的外表面以及從那里橫向向外延伸的地面。照明總成20具有指示輪胎的狀態的預定光顏色。根據一個實施例,當輪胎壓力低于低壓力極限時,照明總成20的光源利用第一顏色的光來照亮輪胎以指示低輪胎壓力,并且當輪胎壓力高于低壓力極限時,利用不同的第二顏色的光來照亮輪胎以指示足夠的輪胎壓力。例如,低輪胎壓力狀態可以使用第一黃色光來指示,并且第二綠色光可以被用來指示足夠的輪胎壓力狀態。
除了提供用于輪胎充氣指示的照明之外,當產生地面照明燈信號時,車輪照明總成20可以進一步利用光來照亮輪胎12、車輪18和附近地面,以提供地面照明燈照明。例如,當接近車輛10的操作者(人)經由對鑰匙扣或其他設備的輸入而發起車門解鎖激活時,四個車輪照明總成20可以全部被激活以提供地面照明燈照明。由車輪照明總成20提供的地面照明燈照明可以是對由原本設置在車輛10上(例如在后視外部后視鏡總成上)的地面照明燈提供的其它照明的補充,或者可以替代這樣的地面照明燈總成。此外,當驅動車輛10并且產生轉向信號時車輪照明總成20可以照亮一個或多個輪胎12、車輪18和地面以提供轉向信號指示,。因此,照明總成20的光源可以閃爍紅色、琥珀色或其他顏色的光作為補充其它車輛轉向信號指示器或替代其它車輛轉向信號指示器的轉向信號指示。
在圖3和圖3a中進一步示出了根據一個實施例的車輪照明總成20。在該實施例中,車輪照明總成20包括多個發光二極管(led),例如三個led24a-24c,全部示出被安裝到電路板26。led24a-24c中的每一個包括用于接收電力以產生所需波長或頻率的光照明的電路28。在一個實施例中,led24a-24c中的每一個分別產生不同波長(例如460納米(nm)、470nm和480nm)的光輸出。提供了具有光學器件30的外透鏡以將由光源產生的光向下引導到所需的光投射場中以照亮包括輪胎12和車輪18的車輪總成的外壁以及從相應的輪胎12橫向向外延伸的地面。此外,車輪照明總成20具有示出位于外透鏡30與led24a-24c之間的內透鏡32。
內透鏡32可以由塑料制成,并且可以包括在塑料透鏡32中或其上提供的不同的萘嵌苯染料(rylenedye)浸漬。第一萘嵌苯染料當利用第一led的460nm波長的光照亮時,發射波長為約520nm的紅光。第二萘嵌苯染料當利用第二led的470nm波長的光照亮時,發射波長大于520nm的綠光。第三萘嵌苯染料當用第三led的480nm波長的光照明時,發射波長為約480nm的藍光。第一、第二和第三萘嵌苯染料中的每一個被選擇為對特定波長的三個led之一做出反應,以產生指定波長的光輸出。萘嵌苯染料可以被選擇為對某些波長的藍光做出反應以產生所得的混合顏色。第一、第二和第三萘嵌苯染料可以被噴涂或以其它方式施加到塑料透鏡32上,并且可以一個在另一個頂部上堆疊形成。能量轉換和用于顏色混合的萘嵌苯染料的使用的示例在下列文獻中的一個或多個中公開:專利號為8,415,642;8,247,761;8,232,533;8,178,852;8,097,843的美國專利、專利申請公開號為2011/0012062;和2015/0138789的美國專利申請,上述專利的全部公開內容通過引用并入本文。用于顏色混合的萘嵌苯染料的使用允許使用不太昂貴的藍色led。還應當領會的是,如果染料涂層是半透明的,則可以使用第一和第二染料而不使用第三染料,使得得到的藍色輸出來自透過半透明塑料透鏡32透射的藍色led。紅、綠、藍(rgb)光然后從三(3)個藍色led產生。如通常已知的,通過混合紅、綠和藍光,可以獲得任何顏色的光。紅、綠和藍光可以以不同比例混合以產生其他顏色的照明。
該照明總成允許使用劃算且有效的led來實現所需的光照明。根據其他實施例,可以采用不同顏色的光源(例如led)來產生所需的光輸出。例如,根據已知的光顏色混合技術,當組合使用時,具有紅色led、綠色led和藍色led的替代紅色、綠色和藍色led封裝可以被用于產生所需顏色的光輸出。
參考圖4,示出了車輪照明總成20,其在包括輪胎12和車輪18的車輪總成15的外壁以及由照明區域22所示的地面上產生第一顏色的光照明。在該示例中,在區域22內并且在車輪總成15上點亮綠色光,以指示輪胎12的輪胎充氣壓力具有超過低壓力極限的壓力。根據另一示例,第一光可以是白光。因此,當車輛10的操作者接近車輛時,其被呈現輪胎壓力足夠的視覺指示。當車輛10不運行并且操作者正在接近車輛10時,例如當操作者激活鑰匙扣上的車門解鎖輸入按鈕時,可以呈現輪胎壓力指示。
參考圖5,示出了車輪照明總成20,其產生在包括輪胎12的車輪總成15的外壁和周圍地面上照亮的不同的第二顏色的光。在該示例中,輪胎12被示為欠充氣,具有小于低壓力極限的充氣輪胎壓力,也稱為癟輪胎。當輪胎壓力被檢測為欠充氣時,總成20產生在車輪總成15及其輪胎12的外壁上并且在照明區域22內的地面上照亮的黃色光,使得接近車輛10的車輛10的操作者可以容易地識別癟輪胎指示器。
參考圖6,示出了作為區域燈操作以在照明區域22內產生光照明的車輪照明總成20,該車輪照明總成20還照亮包括輪胎12的車輪總成15和地面。區域燈使操作者能夠維修車輛,例如給癟輪胎充氣或更換癟輪胎。區域燈可以包括第三不同顏色的光照明,例如白光。
還應當領會的是,當車輛的操作者被確定為正在接近車輛時,車輪照明總成20還可以被激活以提供地面照明燈照明以使操作者能夠進入和離開車輛10。地面照明燈應用可以在車輪總成15及其輪胎12和附近地表面上產生白光或其他顏色的光。此外,當驅動車輛時產生轉向信號時,車輪照明總成20可以產生所需顏色的燈以用作轉向信號指示器。因此,一個或多個車輪照明總成20可以閃爍以發出轉向信號作為對車輛轉向信號的替代或補充。
在圖7中示出了響應于各種輸入而由控制器50控制的車輪照明總成20。車輪照明總成20各自包括光源,該光源被示為位于車輪附近用于照亮相應的輪胎12和車輪總成15的輪艙ledl1-l4。控制器50被示為包括以微處理器52和存儲器54的形式的控制電路。照明控制程序100被示為存儲在存儲器54中并且可由微處理器52執行。微處理器52或其他控制電路處理各種輸入和照明控制程序100,并且產生輸出以控制車輪照明總成20的輪艙ledl1-l4。應當領會的是,其他模擬和/或數字電路可以被用來處理各種輸入和程序以激活車輪照明總成20。
對控制器50的輸入包括由與每一個輪胎12相關聯的相應的輪胎壓力檢測器產生的輪胎壓力信號p1-p4。每一個車輪總成具有輪胎和用于檢測輪胎12的充氣壓力的輪胎壓力檢測器。因此,四個輪胎壓力檢測器被用來檢測四個輪胎壓力信號p1-p4。此外,地面照明燈信號42被輸入到控制器50以指示地面照明燈的所需激活。此外,當駕駛員指示車輛要向左或向右轉彎時,兩個轉向信號t1-t2被輸入到控制器50以指示所需轉向指示。因此,兩個左側車輪照明總成閃光以指示左轉,并且兩個右側車輪照明總成閃光以指示右轉。此外,一個或多個區域燈信號46可以被輸入到控制器50,以指示駕駛員請求車輪區域燈照明的激活。控制器50按照照明控制程序100來處理各種輸入40-46以激活本文所述的車輪照明總成20。
參考圖8,示出了根據一個實施例用于控制車輪照明總成的照明控制程序100。程序100開始于步驟102,并且進行到判定步驟104以確定車輛是否停車。如果車輛沒有停車,則程序100將進行到判定步驟106以確定轉向信號是否打開,并且如果是,則在步驟108將閃爍led燈作為轉向信號指示器,以指示所需的轉向方向,然后返回到步驟104。轉向信號指示器可以包括使與車輛預期轉向相同的車輛一側上的車輪照明總成20相關聯的光源閃爍。如果轉向信號沒有打開,則程序100返回到步驟104。
如果在步驟104確定車輛停車,則程序100進行到判定步驟110以確定操作者是否在車輛附近。這可以包括檢測鑰匙扣(例如車門解鎖按鈕)的激活,鑰匙扣的激活指示操作者在車輛附近。如果操作者不在車輛附近,則程序100返回到步驟104。如果確定操作者在車輛附近,則程序100進行到步驟112以感測車輛上的每一個輪胎的輪胎壓力。接下來,在判定步驟114,程序100確定感測到的輪胎壓力是否小于輪胎壓力閾值tt。如果輪胎壓力不小于輪胎壓力閾值tt,則程序100進行到步驟116以打開與該輪胎相關聯的led燈的指示足夠的輪胎壓力的綠光,然后返回到步驟104。如果感測到的輪胎壓力小于輪胎壓力閾值tt,則程序100進行到步驟118以打開與該輪胎相關聯的led燈的指示低輪胎壓力的黃光,然后返回到步驟104。
因此,上述實施例中的車輪照明總成20通過利用安裝在車身上的光源來照亮包括輪胎的車輪總成15以指示輪胎壓力狀態從而有利地提供輪胎壓力的光指示。這使得車輛的操作者能夠在操作者不在車廂內時確認足夠的輪胎充氣壓力或者意識到低輪胎壓力狀況,以便操作者可以采取校正措施以在操作車輛之前給輪胎充氣或更換輪胎。照明總成20有利地提供了附加的地面照明燈照明、轉向信號指示和區域照明,這有利地允許這樣的照明功能的整合。
參考圖9-11,示出了根據另一實施例的車輪照明總成20。在該實施例中,車輪照明總成20采用位于車身14的輪艙16上并且被布置成照亮車輛10的車輪總成15的光源。車輪總成被配置成指示輪胎氣壓狀態并且進一步控制照明以輔助人80(例如車輛操作者(即,駕駛員))進行輪胎12的維修,例如給輪胎12充氣或更換整個車輪總成15從而更換輪胎。車輪照明總成20包括具有用于感測車輪總成15之一附近的人80的位置的一個或多個傳感器的傳感器裝置。傳感器裝置包括一個或多個傳感器,該一個或多個傳感器可以感測車輪總成15附近的人并且總成認為人80正在試圖維修輪胎12或車輪總成15。車輪照明總成20進一步包括控制器,該控制器用于控制光源以當檢測到人80在車輪總成15附近時照亮車輪總成15以使輪胎12的維修能夠進行。根據一個示例,當人80在預定距離(例如三(3)英尺)內時,人80可以被認為是在車輪總成15附近。然而,該距離可以是五(5)英尺或更小或一些更大的距離。
如在圖9中可以看到,車輛10配備有用于感測車輛10的一個或多個車輪總成15附近的人的一個或多個傳感器。該傳感器可以包括無線通信收發器(例如藍牙低功耗(ble)模塊60),根據一個實施例,該無線通信收發器可以與車輛上的各種設備相關聯。根據另一個實施例,傳感器可以包括位于車輛周圍的各個位置處(例如,在車輛的車窗玻璃或車身內)的接近傳感器,例如電容傳感器60。根據另一個實施例,傳感器可以包括位于車輛10上的一個或多個成像攝像機66。根據另一個實施例,傳感器可以包括超聲傳感器68。應當領會的是,傳感器可以包括下列中的一個或多個的各種組合:ble模塊60、接近傳感器64、成像攝像機66和超聲傳感器68。還應當領會的是,其他類型的傳感器(例如雷達和其它感測配置)可以被用于感測一個或多個車輪總成15附近的人。
在圖9所示的實施例中,示出了位于車輛10上的各種設備內的各種ble模塊60。ble模塊60可以位于下列位置中或以其他方式與下列位置相關聯:在車輛后部處的被照亮的標記72、在車輛前部處的被照亮的標記70、各種車輪燈20、地圖燈74和車身控制器76,并且可以位于其他位置處。ble模塊60各自包括收發器,該收發器具有發射器和接收器以發射ble信號和接收可以與一個或多個電子設備62(例如具有藍牙或其它無線通信功能的智能電話)無線通信的ble信號。還應當領會的是,ble模塊60可以與具有藍牙功能的任何設備通信,并且可以使用其他無線通信形式。人80(例如車輛的駕駛員)可以擁有具有無線通信藍牙功能的ble啟用設備62,該ble啟用設備62可以與車輛10上的各種ble模塊60中的每一個通信。ble模塊60可以追蹤無線ble啟用設備62的位置或者到無線ble啟用設備62的距離,并且將指示其的ble信號發送到車身控制器76。車身控制器76可以處理每一個ble信號并且可以確定ble啟用設備62相對于車輛10的位置,并且可以基于感測到的ble啟用設備62的位置來確定人80是否在車輪總成15附近。ble啟用設備62的位置可以通過使用來自多個ble模塊60的信號的三角測量來處理由ble啟用設備62通信的ble信號來確定。因此,當人80在車輛10外部和在車輛10內移動時,ble模塊60可以有利地追蹤擁有ble啟用設備62的人80的位置。應當領會的是,智能電話以外的其他ble啟用設備(例如ble啟用手表或手環)可以被用于確定設備以及因此擁有該設備的人的位置。
根據接近感測實施例,接近傳感器64(例如電容傳感器)可以位于與車窗相關聯的車窗玻璃和/或車輛10的車身面板中,并且可以檢測靠近車輛的車窗或車身面板的人的位置和運動方向,并且確定人80是否正在朝向車輪總成15行進并且在車輪總成15附近。在車窗中采用用于檢測人和人的運動的電容傳感器的接近感測裝置的一個示例在2015年8月13日提交的名稱為“用于控制車輛后門的方法和系統”、專利申請為14/825,603的美國申請中公開,上述申請的全部公開內容通過引用并入本文。
在采用成像攝像機的實施例中,一個或多個成像攝像機66可以位于車輛周圍的各個位置處,以拍攝靠近車輛10和車輪總成15的區域的圖像。成像攝像機66被示出位于外部后視鏡殼體的前側和后側上以拍攝前車輪總成15和后車輪總成15附近的圖像。成像攝像機66可以位于保險杠、車身面板、后視鏡殼體、尾燈總成和其他位置中。成像攝像機66可以處理拍攝到的圖像以確定何時檢測到人在特定車輪總成15附近。
根據超聲傳感器實施例,一個或多個超聲傳感器68可以位于車輛10上并且被定位成檢測車輪總成15附近的人。超聲傳感器68被示出位于前部和后部車身面板中。超聲傳感器68可以位于保險杠、車身面板、后視鏡殼體、尾燈總成和其他位置中。應當領會的是,其它傳感器(例如雷達以及其它)可以被用來檢測車輪總成15附近的人。
參考圖10,示出了采用具有以上關于第一實施例所述的各種輸入的控制器50的車輪照明總成20。另外,控制器50還接收來自接近傳感器64、ble模塊60、超聲傳感器68和/或成像攝像機66的信號作為輸入。ble啟用設備62還可以與控制器50通信以及與ble模塊60通信。控制器50可以是專用控制器或者可以是共享控制器(例如車身控制模塊(bcm))。控制器50執行存儲在存儲器54中的一個或多個程序,該一個或多個程序包括照明控制程序200。此外,ble位置感測程序150可以被存儲在存儲器54中并且由微處理器52執行以確定利用ble信號檢測到的ble啟用設備62的位置。根據ble實施例,ble位置感測程序150可以處理ble信號并且執行三角測量以確定ble啟用設備62(例如,智能電話)以及因此確定擁有設備62的人的位置。控制器50基于傳感器輸出來確定車輪總成附近的人的位置,并且控制光源20來照亮車輪總成以指示輪胎氣壓狀態,并且進一步控制光源以當檢測到人靠近車輪總成時照亮車輪總成以使輪胎的維修能夠進行。控制器50可以控制光源以當輪胎氣壓低于壓力極限時產生第一顏色的光(例如,紅色或琥珀色)以指示低輪胎氣壓。控制器50可以控制光源以當檢測到人在車輪總成附近時點亮不同的第二顏色的光(例如,白光)。控制器50可以進一步控制光源以當輪胎壓力高于壓力極限時利用不同的第三顏色的光(例如,綠光)來照亮車輪總成以指示足夠的輪胎氣壓。
參考圖11a-11b,示出了根據一個實施例用于控制光源以當檢測到人在車輪總成附近時照亮車輪總成的照明控制程序200。照明控制程序200開始于步驟202,并且進行到步驟204以確定輪胎氣壓是否為低,并且如果否,則返回到步驟202。如果確定輪胎氣壓為低,則程序200進行到判定步驟206以確定門控信號(doorcourtesysignal)是否為高、或者是否啟動歡迎/告別順序、或者是否在車輛的三十(30)英尺內檢測到最近或指定的乘員ble啟用設備,并且如果前述條件中的任何一個都不滿足,則程序200返回到步驟202。如果滿足判定206的條件中的任何一個,則程序200進行到步驟208以打開壓力低的一個或多個輪胎上的紅色或琥珀色光以照亮一個或多個車輪總成,包括輪胎和附近地面。當輪胎具有低于推薦的輪胎氣壓三(3)至五(5)磅的輪胎壓力時,可以產生琥珀色光,而如果輪胎氣壓低于推薦的輪胎氣壓超過五(5)磅,則可以產生紅色光。接下來,在步驟210,車身控制模塊(bcm)或其他控制器中的ble模塊可以向最近乘員的檢測到的藍牙ble啟用設備(例如智能電話)傳送一個或多個輪胎出現問題的圖表,可以建議補救措施(例如如果存在輪胎壓力的快速損失,則更換車輪總成以及因此輪胎,或者如果存在緩慢泄漏,則將空氣輸入到輪胎中),可以顯示備胎所在的位置以及如何接近它,并且可以提供更換輪胎的程序。因此,用戶可以利用電話或其他無線通信ble啟用設備來接收補救措施的指令以使輪胎的維修能夠進行。
接下來,程序200進行到判定步驟212,以檢測車輛(例如,轎車)附近(例如在三十(30)英尺內)的人。如果在車輛附近沒有檢測到人,則程序200返回到步驟202。如果在車輛附近檢測到人,則程序200進行到判定步驟214以確定在車輛的哪一側檢測到人。這可以通過使用一個或多個傳感器來實現。當使用ble模塊時,可以執行ble發射器相對于ble啟用設備的三角測量,以確定ble啟用設備以及因此擁有該ble啟用設備的人的位置。如果確定人不在與需要維修的輪胎相同的車輛同一側上,則程序200進行到判定步驟216,以使面向人并且與需要維修的車輪總成相對的車輪總成的光以增加的強度(例如五(5)倍大)的紅色或琥珀色閃爍,直到人在由判定步驟216確定的時間段(例如五(5)分鐘)內移動到具有低輪胎壓力問題的車輛的一側。如果人在五(5)分鐘內沒有移動到具有低輪胎壓力問題的車輛的一側,則程序200在步驟218如果其他車輪燈關閉,則關閉光,或者留下紅色光,然后返回到步驟202。
如果確定人在與有問題的低壓輪胎相同的車輛一側上,則程序200進行到步驟220以停止閃爍光并且打開恒定顏色的光,例如琥珀色或紅光。接下來,在判定步驟222,程序200確定人是否已經在車輪總成的預定距離(例如低壓輪胎的三(3)英尺)內停止移動超過五(5)秒,或者是否超過三(3)分鐘已經過去。如果超過三(3)分鐘已經過去,則程序200返回到步驟202。如果人已經在低壓力輪胎的三(3)英尺內停止移動超過五(5)秒,則程序200進行到步驟224以打開人附近的低壓力輪胎光的高強度白光,并且在三十(30)秒之后關閉其他車輪總成上的燈。這使人能夠在白光下維修輪胎,在白光下維修輪胎可以包括通過使用白光照明將增加的氣壓添加到輪胎中或者更換輪胎。接下來,在判定步驟226,程序200確定輪胎氣壓是否已上升到適當水平或者是否已經過去了十(10)分鐘或者用戶是否已離開現場。如果已經過去了十(10)分鐘或用戶離開現場,則程序200返回到步驟202。如果輪胎氣壓已經上升到適當水平以上,則程序200進行到步驟228,以將被維修的車輪總成上的光調到綠色,并且等待三十(30)秒,并且然后回到正常操作。因此,一旦車輛總成被充分維修,車輪照明光就點亮車輛總成上的綠光。
因此,車輪照明總成20通過以下方式來有利地提供輪胎氣壓的光指示:當輪胎氣壓低于低壓力極限時,利用第一顏色的光來照亮車輪總成15以指示低輪胎氣壓,并且當檢測到人在車輪總成附近時改變為不同的第二顏色的光以使得人能夠維修輪胎。另外,當輪胎氣壓高于低壓力極限時,該總成有利地進一步利用不同的第三顏色的光來照亮車輪總成以指示足夠的輪胎壓力。因此,用戶可以容易地識別輪胎維修問題并且可以利用由車輪照明總成20控制的光來維修輪胎。
參考圖12a-12d,示出了根據第一實施例采用車輪總成15上具有光致發光材料的光致發光結構310的車輪照明總成20。在該實施例中,車輪照明總成20采用位于車身14的輪艙16上并且被布置成照亮車輛的車輪總成15的光源24。車輪總成15可以由此利用增強的照明來照亮以產生所需的照明并且幫助車輪總成15的維修。車輪總成15被配置為包括具有光致發光材料的光致發光結構310,光致發光結構310被配置為響應于光源24的激發而發光。控制器50(圖10)可以控制光源24以照亮車輪總成15,以使光致發光結構310響應于光源24的激發而發光,以增強車輪總成15和附近周圍區域的照明。
如圖12a所示,根據一個實施例,光致發光結構310位于輪胎12的側壁上并且包括第一光致發光材料。光致發光結構310可以被涂覆或粘附到輪胎12的側壁,或者被層壓或以其他方式施加到輪胎12上或輪胎12內。光致發光結構310可以被成形為環形圖案,或者可以被施加成任何其它圖案。在一個實施例中,光致發光結構310可以被施加在輪胎12的側壁上的向外突出(即,凸起)的字母上。另外或作為替代,光致發光結構310可以位于車輪18上,例如在車輪18的輪輻、輪輞和/或輪轂上。光致發光結構310位于車輪總成15上的一位置處使得光源24可以照亮光致發光結構310并且從而激活光致發光結構310以提供用于照亮車輪總成15的發光效果。
參考圖12b,示出了具有光源24的車輪總成15,該光源24利用第一顏色的光輸出(例如由被照亮的區域r示出的紅光)來照亮車輪總成15以指示需要維修的輪胎(例如欠充氣輪胎)。光源24還打開藍色led以產生降低強度(例如總光輸出的10%)的藍光。藍光使輪胎側壁上的第一光致發光材料發出白色光。除了涂覆輪胎12的側壁之外,車輪總成15可以包括位于輪胎氣門桿19b和氣門桿蓋19a上具有第二光致發光材料的光致發光結構310',使得氣門桿19b和蓋19a當被藍光激發時發紅色光。這使得人能夠利用由發光效果提供的增強的照明來容易地維修輪胎12并且定位氣門桿19b以使得輪胎能夠通過氣門桿充氣并且在維修輪胎12期間定位蓋19a。根據一個實施例,第一和第二光致發光材料被選擇為當被被藍光激發時分別產生白光和紅光。
當輪胎12需要維修時,車輪總成15和附近區域可以利用第二顏色的光來照亮,如圖12c所示。第二顏色的光可以包括如由被照亮的區域w所示使人能夠維修輪胎12的白光或青白光。青白光可以是約8000k的高色溫光。輪胎氣門蓋19a被示出在地面上照亮,并且因此在輪胎12維修期間可以被容易地定位。車輪總成15和附近周圍區域可以利用第二顏色(例如,白色)光來照亮,而輪胎12上的第一光致發光結構310當被藍光(波長為
一旦車輪總成15被充分維修并且輪胎充氣達到適當的充氣水平,光源24就可以利用第三顏色的光(例如由綠色led產生的綠光)來照亮車輪總成15和附近區域并且指示充分維修的輪胎,如圖12d中的被照亮的區域g所示。綠光使第二光致發光材料部分激活,以使氣門桿19b和蓋19a以紅色照明。
參考圖13a-13c,示出了光致發光結構310的各種示例性實施例,每一個光致發光結構310能夠被連接到基底12,基底12可以對應于車輛固定裝置或車輛相關設備件,例如輪胎12、車輪18、氣門桿19b或蓋19a。在圖13a中,光致發光結構310總體上被示出呈現為可以被施加到基底312的表面的涂層(例如薄膜)。在圖13b中,光致發光結構310總體上被示為能夠被整合到基底312的離散顆粒。在圖13c中,光致發光結構310總體上被示為可以被并入支承介質314(例如薄膜)內的多個離散顆粒,支承介質314隨后可以被施加(如所示的)或整合到基底312。
在最基本水平,給定的光致發光結構310包括能量轉換層316,該能量轉換層316可以包括一個或多個子層,這在圖13a和13b中通過虛線示例性地示出。能量轉換層316的每一個子層可以包括具有利用磷光或熒光特性的能量轉換元件的一種或多種光致發光材料318。每一種光致發光材料318一旦接收到特定波長的激發光324就被激發,由此使光經歷轉換過程。按照下變頻(downconversion)原理,激發光324被轉換成從光致發光結構310輸出的更長波長的轉換光326。反之,按照上變頻(upconversion)原理,激發光324被轉換成從光致發光結構310輸出的更短波長的光。當從光致發光結構310同時輸出多個不同波長的光時,多個波長的光可以混合在一起并且表現為多色光。
由led24a-34c(圖3)組成的光源發射的光在這里被稱為激發光24,并且在圖13c中被示為實線箭頭。相比之下,從光致發光結構310發射的光在這里被稱為轉換光326,并且在圖13c中被示為虛線箭頭。可以同時發射的激發光324和轉換光326的混合物在這里被稱為輸出光。
能量轉換層316可以通過使用多種方法將光致發光材料318分散在聚合物基體中以形成均勻混合物來制備。這樣的方法可以包括從在液體載體支承介質314中的制劑制備能量轉換層316并且將能量轉換層316涂覆到所需的基底312上。能量轉換層316可以通過涂裝(painting)、絲網印刷、噴涂、狹縫涂覆(slotcoating)、浸漬涂覆(dipcoating)、滾筒涂覆(rollercoating)和棒式涂覆(barcoating)被施加到基底312上。可選地,能量轉換層316可以通過不使用液體載體支承介質314的方法來制備。例如,能量轉換層316可以通過將光致發光材料318分散到可以被結合到聚合物基體中的固態溶液(在干燥狀態的均勻混合物)中而呈現,聚合物基體可以通過擠出、注射成型、壓縮成型、壓延成型、熱成型等而形成。然后可以使用本領域技術人員已知的任何方法將能量轉換層316整合到基底312中。當能量轉換層316包括子層時,可以順序地涂覆每一個子層以形成能量轉換層316。可選地,可以單獨制備子層且之后層壓或壓印在一起以形成能量轉換層316。另外可選地,可以通過共擠出子層來形成能量轉換層316。
在一些實施例中,已經被下轉換或上轉換的轉換光326可以被用于激發存在于能量轉換層316中的其他光致發光材料。使用從一種光致發光材料318輸出的轉換光324來激發另一種光致發光材料等的過程總體上被稱為能量級聯(energycascade)并且可以用作用于實現各種顏色表現的可選方式。關于任何一種轉換原理,激發光324與轉換光326之間的波長差被稱為斯托克斯位移(stokesshift)并且用作對應于光的波長變化的能量轉換過程的主要驅動機制。在本文所討論的各種實施例中,每一種光致發光結構310可以按照任何一種轉換原理操作。
返回參考圖13a和13b,光致發光結構310可以可選地包括至少一個穩定層320以保護包含在能量轉換層316內的光致發光材料318不被光解和熱降解。穩定層320可以被配置為光學耦合到和粘附到能量轉換層316的單獨的層。可選地,穩定層320可以與能量轉換層316整合。光致發光結構310也可以可選地包括光學耦合和粘附到穩定層320或其他層(例如在沒有穩定層320的情況下的轉換層316)的保護層322,以保護光致發光結構310不受由環境暴露所引起的物理和化學損傷。穩定層320和/或保護層322可以通過每層的順序涂覆或印刷、順序層壓或壓印或任何其他合適的方式來與能量轉換層316結合。
關于光致發光結構310的構建的附加信息在專利號在8,232,533的美國專利中公開,上述專利的全部公開內容通過引用并入本文。對于關于實現各種光發射的光致發光材料的制造和利用的附加信息,參考專利號為8,207,511;8,247,761;8,519,359;8,664,624;9,057,021的美國專利以及專利申請公開號為2012/0183677和2014/0103258的美國申請,上述專利的全部內容通過引用并入本文。
根據一個實施例,光致發光材料318可以包括有機或無機熒光染料,包括萘嵌苯(rylene)、呫噸(xanthene)、卟啉(porphyrin)、酞菁(phthalocyanine)。另外或可選地,光致發光材料318可以包括來自ce摻雜的石榴石群組的磷光體(例如釔鋁石榴石(yag):ce),并且可以是短余暉光致發光材料318。例如,ce3+的發射是基于作為奇偶允許躍遷的從5d1至4f1的電子能量躍遷。因此,ce3+的光吸收和發發射之間的能量差很小,并且ce3+的發光水平具有10-8
根據一個實施例,可以使用ce3+石榴石,其具有可以存在于比常規yag:ce型磷光體的波長范圍更短的波長范圍內的峰值激發光譜。因此,ce3+具有短余暉特性,使得其衰減時間可以為100毫秒或更短。因此,在一些實施例中,稀土鋁石榴石型ce磷光體可以用作具有超短余暉特性的光致發光材料318,其可以通過吸收從光源324發射的紫色至藍色激發光324來發射轉換光326。根據一個實施例,zns:ag磷光體可以被用于產生藍色轉換光326。zns:cu磷光體可以被用來產生黃綠色轉換光326。y2o2s:eu磷光體可以被用于產生紅色轉換光326。此外,前述磷光材料可以被組合以形成寬范圍的顏色,包括白光。應當理解的是,在不脫離本文提供的教導的情況下,可以使用本領域中已知的任何短余暉光致發光材料。關于短余暉光致發光材料的產生的附加信息在專利號為8,163,201的美國專利中公開,該專利的全部公開內容通過引用并入本文。
另外或可選地,根據一個實施例,設置在光致發光結構310內的光致發光材料318可以包括長余暉光致發光材料318,該長余暉光致發光材料318一旦被激發光324充能,就發射轉換光326。激發光324可以從任何激發源(例如,任何自然光源(例如太陽)和/或任何人造光源)發射。長余輝光致發光材料318可以被定義為具有長的衰減時間,這是由于其存儲激發光324并且一旦激發光324不再存在就在幾分鐘或幾小時的時間段內逐漸釋放轉換光326的能力。
根據一個實施例,長余暉光致發光材料318可操作為在十(10)分鐘的時間段之后發射強度等于或高于0.32mcd/m2的光。另外,長余暉光致發光材料318可操作為在30分鐘的時間段之后并且在一些實施例中持續大體上長于六十(60)分鐘的時間段(例如,該時間段可以延長二十四(24)小時或更長,并且在一些情況下,該時間段可以延長四十八(48)小時)發射強度高于或等于0.32mcd/m2的光。因此,長余輝光致發光材料318可以響應于來自發射激發光324的任何光源(包括但不限于自然光源(例如,太陽)和/或任何人造光源)的激發而連續地照明。來自任何激發源的激發光324的周期性吸收可以提供長余暉光致發光材料318的大體上持續的充能以提供一致的無源照明。在一些實施例中,光傳感器可以監測光致發光結構310的照明強度,并且當照明強度下降到低于0.32mcd/m2或任何其它預定的強度水平時致動激發源。
長余暉光致發光材料318可以對應于堿土鋁酸鹽和硅酸鹽(例如摻雜的二硅酸鹽)或一旦激發光324不再存在就能夠發射光持續一段時間的任何其它化合物。長余輝光致發光材料318可以摻雜有一種或多種離子,一種或多種離子可以對應于稀土元素,例如eu2+、tb3+和/或dy3。根據一個非限制性示例性實施例,光致發光結構310包括在約30%至約55%范圍內的磷光材料、在約25%至約55%范圍內的液體載體介質、在約15%至約35%范圍內的聚合物樹脂、在約0.25%至約20%范圍內的穩定添加劑、以及在約0%至約5%范圍內的增強性能添加劑,上述范圍各自基于制劑的重量。
根據一個實施例,光致發光結構310可以是半透明的白色,并且在一些情況下,當未被照亮時是反射性的。一旦光致發光結構310接收到特定波長的激發光324,光致發光結構310就可以以任何所需的亮度從其發射任何顏色的光(例如,藍光或紅光)。根據一個實施例,發藍光磷光材料可以具有結構li2zngeo4并且可以通過高溫固態反應法或通過任何其它可行的方法和/或工藝來制備。余輝可以持續兩至八小時的持續時間,并且可以源自激發光324和mn2+離子的d-d躍遷。
根據一個可選的非限制性示例性實施例,可以將在甲苯/異丙醇中具有50%固體聚氨酯含量的100份商業溶劑型聚氨酯(例如mace樹脂107-268)、125份藍綠長余暉磷光體(例如性能指示劑pi-bg20)和12.5份在二氧戊環中含有0.1%lumogenyellowf083的染料溶液混合,以產生低稀土礦物光致發光結構310。應當理解的是,本文提供的組分是非限制性示例。因此,在不脫離本文提供的教導的情況下,在光致發光結構310內可以使用本領域中已知的任何磷光體。此外,可以預期的是,在不脫離本文提供的教導的情況下,也可以使用本領域中已知的任何長余輝磷光體。
關于長余輝光致發光材料的產生的附加信息在專利號為8,163,201、名稱為“高強度余暉光致發光制劑和對象以及用于形成其的方法(high-intensity,persistentphotoluminescentformulationsandobjects,andmethodsforcreatingthesame)”的美國專利中公開,該專利的全部公開內容通過引用并入本文。對于長余暉光致發光結構的附加信息,參見專利號為6,953,536;6,117,362;和8,952,341的美國專利,上述專利的全部內容通過引用并入本文。
參考圖14,示出了根據一個實施例用于控制車輪照明總成20的光源以使光致發光材料發光的控制程序400。控制程序400可以被存儲在存儲器中并且由圖10所示的控制器50的微處理器52來執行。返回圖14,程序400開始于步驟402,并且進行到判定步驟404,以確定是否檢測到低輪胎壓力,并且如果沒有,則返回到步驟402。如果檢測到低輪胎壓力,則程序400進行到步驟406,以打開光源的紅光和藍光(例如,led)以照亮包括具有低輪胎壓力的輪胎的車輪總成。藍光使輪胎側壁上的第一光致發光結構發出白色光,并且使氣門桿和氣門蓋上的第二光致發光結構發出紅色光。
接下來,在判定步驟408,程序400確定是否檢測到車輪的維修,或者車輪維修燈開關是否已被打開,并且如果沒有,則返回到步驟406。如果車輪正在被維修,例如通過檢測到人在車輪附近,或者如果車輪維修燈開關已被打開,則程序400進行到步驟410,以打開紅、綠和藍光(例如,led)以照亮被維修的輪胎所在的車輪總成。根據一個實施例,由光源發射的光的比例可以包括20%的紅色、50%的綠色和30%的藍色。由于紅色、綠色和藍色的組合,整個區域光變為具有的深藍光的大體上白光用于維修。光的藍色分量使輪胎側壁上的第一光致發光材料發出白光,并且使氣門桿和蓋上的第二光致發光材料發出紅光。
接下來,在判定步驟412,程序400確定輪胎中的氣壓是否已經上升到正常輪胎壓力,并且如果否,則返回到步驟410。如果輪胎壓力已經上升到正常輪胎壓力,則程序400進行到步驟414以關閉紅光和藍光并且打開指示充分維修的輪胎的綠光。綠光照亮車輪總成和附近區域,并且使第二光致發光材料部分激活以使氣門桿和蓋以紅色照亮。此后,程序400進行到步驟416以等待三十(30)秒,然后返回到車輛的正常操作并且返回到步驟402。
參考圖15a-15d,示出了根據另一個實施例的車輪照明總成20',該車輪照明總成20'進一步采用包括磷光體的以車輪總成15上的磷光材料或結構310a的形式的光致發光材料。在該實施例中,車輪照明總成20'采用位于車身14的輪艙16上并且被布置成照亮車輛的車輪總成15的光源24,其中光源24進一步包括以用于產生紫外照明的紫外(uv)led的形式的第四led24d。車輪總成15被配置為包括磷光體型光致發光結構310a,該磷光體型光致發光結構310a被配置為響應于紫外照明的激發而發光。控制器50(圖10)可以控制光源24以利用來自uvled24d的紫外光(波長為
參考圖15b,示出了具有光源24的車輪總成15,該光源24利用由uvled24d發射的uv光激活光致發光結構310a以使磷光體在輪胎側壁上發出第一白色光。uv光還使氣門桿19b和蓋19a上的光致發光材料310a發出紅色光。此外,紅光由光源24的紅色led輸出以在被照亮的區域r內照亮車輪總成以指示需要維修的輪胎12(例如,癟輪胎)。車輪總成15具有位于輪胎氣門桿19b和蓋19a上的光致發光結構310和具有第二光致發光材料的光致發光結構310'。應當領會的是,磷光體型光致發光結構310a的使用允許輪胎18和氣門桿19a和蓋19b在被uv光激發期間和之后發出光照明。輪胎12和氣門桿19b和蓋19a上的余輝可以存在大體上很長的時間段以使人能夠維修輪胎。
當輪胎12需要維修時,輪胎12可以利用由uvled24d輸出的uv光和由光源24的其他led輸出的紅光和綠光來照亮,如圖15c所示。光源24可以通過組合紅光和綠光顏色來在被照亮的區域y內產生黃光。如圖所示,黃色光使人能夠維修輪胎12。輪胎氣門蓋19a被示出在地面上照亮,并且因此可以在輪胎12維修期間被容易地定位,并且由于在光致發光結構310a中包括磷光體,可以發光相當長的一段時間。
一旦車輪總成15被充分維修并且輪胎充氣處于適當的水平,光源24就可以利用第三種光(例如指示充分維修的輪胎的綠光)來照亮車輪總成15,如圖15d所示。同時,藍光可以部分地打開以激活氣門桿19b和蓋19a上的光致發光結構310',以產生綠色,該綠色是來自磷光體的紅色和來自萘嵌苯染料的綠色的混合物。
磷光體型光致發光結構310a可以包括在光源24關閉之后發光相當長的時間的磷光體。磷光體可以包括如本文所述的長余輝光致發光材料。
參考圖16,示出了根據一個實施例用于控制車輪照明總成的光源以如圖15a-15d所示使磷光體型光致發光結構310a和光致發光結構310和310'發光的控制程序500。控制程序500可以由控制器50(圖10)來執行。控制程序500開始于步驟502,并且進行到判定步驟504以確定輪胎壓力是否為低,并且如果否,則返回到步驟502。如果輪胎壓力被確定為低,則程序500進行到步驟506以打開紅色led和uvled以照亮包括具有低壓力的輪胎的車輪總成上的紅光和uv光。uv光使輪胎的側壁上的磷光體型光致發光結構310a發出白色光,并且氣門桿和蓋上的光致發光結構310a被激活以發出紅色光。由紅色led產生的紅光提供紅色區域光。
接下來,在判定步驟508,程序500確定是否檢測到車輪的維修,或者車輪維修燈開關是否已被打開,并且如果否,則返回到步驟506。如果檢測到車輪的維修或者車輪維修燈開關被打開,則程序500進行到步驟510以打開紅、綠和uv光以照亮被維修的輪胎所在的車輪總成。光輸出由此變為黃光,該黃光是紅光和綠光的組合,以使得輪胎的維修能夠進行,并且uv光使輪胎的側壁上的磷光體型光致發光結構310a發出白色光,并且使氣門桿和蓋上的磷光結構310'發出紅色光。
接下來,在判定步驟512,程序500確定輪胎氣壓是否已上升到正常輪胎壓力水平,并且如果否,則返回到步驟510。如果輪胎壓力水平已上升到正常水平,則程序500進行到步驟514以關閉紅光和uv光。綠光可以被打開,并且藍光可以被部分打開,以激活氣門桿和蓋上的光致發光材料310'。此后,程序500進行到步驟516,以等待三十(30)秒并且返回到車輛的正常操作并且返回到步驟502。
盡管本文示出和描述了具有設置在車輪總成(例如輪胎12的側壁和車輪18的輪輻)上的光致發光材料310、310'和310a的車輪照明總成20,但是應當領會的是,光致發光材料可以被設置在車輪總成的其它位置處。此外,應當領會的是,根據各種其他實施例,光致發光材料的其他組合(例如萘嵌苯染料和磷光體)可以以各種組合和在車輪總成15上的不同位置處使用。
因此,車輪照明總成20利用光致發光結構有利地提供車輛的車輪總成15的增強的照明。光致發光結構有利地提供增強的照明,這對于照亮原本可能難以看到的不透明顏色的輪胎特別有用。
應當理解的是,在不脫離本發明的構思的情況下,可以對上述結構進行變化和修改,并且進一步應當理解的是,這樣的構思旨在被所附權利要求所覆蓋,除非這些權利要求通過其文字另有明確說明。